Abstract

Contexte : L’inhibition de la TRK est la norme de soins pour les patients atteints de tumeurs solides positives à la fusion TRK. Les mutations du domaine kinase de TRK qui entravent la liaison au médicament sont des mécanismes courants de résistance aux inhibiteurs de TRK de 1ère génération. Bien que les inhibiteurs de TRK de 2e génération aient été conçus pour maintenir l’inhibition de la kinase dans ce contexte, la résistance à ces agents est encore mal caractérisée.

Méthodes et résultats : Nous avons séquencé des biopsies tumorales appariées et de l’ADN sans cellules (cfDNA) en série collectés avant le traitement et au moment de la progression chez des patients traités par des inhibiteurs de TRK de 2e génération (selitrectinib ou repotrectinib). Nous avons identifié 5 cas dans lesquels l’acquisition de mutations TRKA xDFG (G667) était associée à une résistance. Deux patients dont les tumeurs portaient ces substitutions avant le sélitrectinib n’ont jamais répondu au traitement, tandis que trois autres cas ont acquis ces mutations lors de la progression vers le sélitrectinib ou le repotrectinib.

La modélisation moléculaire in-silico combinée à des simulations de dynamique moléculaire a prédit que les substitutions TRKA xDFG peuvent conférer une résistance aux inhibiteurs de TRK de 2e génération en générant un encombrement stérique qui compromet la liaison au médicament. En conséquence, les essais de kinase in vitro ont montré que la CI50 pour le sélitrectinib des mutants TRKA xDFG était >12 à >8000 fois plus élevée par rapport à la CI50 du type sauvage TRKA ou du mutant frontal solvant TRKA G595R sensible au sélitrectinib.

De manière intéressante, nos données suggèrent également que les substitutions xDFG de la TRKA induisent des changements conformationnels qui stabilisent la conformation inactive (xDFG-out) de la kinase, la sensibilisant ainsi à l’inhibition de type II. La thermophorèse à micro-échelle in vitro a révélé que l’affinité de liaison des inhibiteurs de type II de la TRK (cabozantinib ou foretinib) à la kinase TRKA mutante G667C était 8 à 10 fois supérieure à celle de l’inhibiteur de type I, le sélitrectinib. Nous avons ensuite testé l’efficacité des inhibiteurs de TRK de type II contre les mutants TRKA xDFG dans différents modèles cellulaires. Un modèle de souris piloté par Bcan-Ntrk1, knocké par CRISPR Cas9 pour exprimer les mutations xDFG, était sensible aux inhibiteurs de TRK de type II mais pas aux inhibiteurs de TRK de type I. Des résultats similaires ont été obtenus en utilisant un modèle LMNA de type LMNA. Des résultats similaires ont été obtenus en utilisant une lignée cellulaire colorectale LMNA-NTRK1-positive qui a acquis la substitution G667C lors d’un traitement chronique par sélitrectinib.

Le traitement par inhibiteur de TRK de type II a permis d’obtenir des réponses complètes et durables également dans des modèles dérivés de patients présentant une résistance médiée par la TRKA xDFG aux agents de deuxième génération de type I.

Conclusions : Notre étude met en évidence un commutateur moléculaire induit par les mutations de xDFG qui limite la sensibilité aux inhibiteurs de kinase de type I par des changements conformationnels qui favorisent l’état kinase inactif xDFG-out. Ce même commutateur sensibilise à son tour ces kinases mutantes aux inhibiteurs de type II qui engagent efficacement cette conformation inactive. Ces résultats fournissent un paradigme pour le développement rationnel des TKI de 3ème génération qui abordent le problème de la résistance conformationnelle dans les tumeurs qui sont dirigées par des kinases oncogènes.

Format de citation : Emiliano Cocco, Ji Eun Lee, Srinivasaraghavan Kannan, Alison M. Schram, Helen H. Won, Sophie Shifman, Amanda Kulick, Laura Baldino, Eneda Toska, Sabrina Arena, Benedetta Mussolin, Ram Kannan, Neil Vasan, Alexander N. Gorelick, Michael F. Berger, Yi Liao, Uwe Rix, Alberto Bardelli, Jacklyn Hechtman, Elisa de Stanchina, David M. Hyman, Chandra Verma, Andrea Ventura, Alexander Drilon, Maurizio Scaltriti. Les mutations TRK xDFG déclenchent un changement de sensibilité des inhibiteurs de kinase de type I à II. In : Proceedings of the Annual Meeting of the American Association for Cancer Research 2020 ; 2020 Apr 27-28 and Jun 22-24. Philadelphie (PA) : AACR ; Cancer Res 2020;80(16 Suppl):Abstract nr 5680.